預(yù)制拼裝普通混凝土(NSC)構(gòu)件憑借其技術(shù)成熟、施工快捷、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì),已成為全世界應(yīng)用較為廣泛的一種工程結(jié)構(gòu)形式。但大量工程實(shí)踐證明,預(yù)制拼裝普通混凝土結(jié)構(gòu)中的NSC濕接縫容易發(fā)生開裂、漏水等病害,嚴(yán)重威脅著結(jié)構(gòu)的安全使用和耐久性。得益于其優(yōu)異的力學(xué)性能和較高的界面粘接強(qiáng)度,超高性能混凝土(UHPC)已經(jīng)成為一種有前途的預(yù)制拼裝NSC構(gòu)件的現(xiàn)澆接縫新材料。本文主要研究目的是為了探討不同接縫截面型式(矩形截面、密配筋矩形截面、打孔矩形截面以及楔形截面、菱形截面等)的接縫板界面開裂強(qiáng)度、界面裂縫發(fā)生發(fā)展情況及破壞形態(tài)等抗彎性能。本文主要研究方法是開展預(yù)制NSC板現(xiàn)澆UHPC濕接縫的抗彎試驗(yàn),且進(jìn)行了界面抗彎性能的有限元數(shù)值分析。論文得出的關(guān)鍵結(jié)論如下:(1)UHPC濕接縫自身的抗彎拉強(qiáng)度明顯高于預(yù)制NSC板,現(xiàn)澆UHPC與預(yù)制NSC之間具有較高的粘接強(qiáng)度。(2)矩形接縫板(J-R1)和密配筋矩形接縫板(J-R3)界面的開裂強(qiáng)度基本與預(yù)制NSC持平,打孔矩形接縫板(J-R2)、楔形接縫板(J-W)和菱形接縫板(J-D)的UHPC-NSC界面開裂強(qiáng)度高于預(yù)制NSC完整板(M-N)約43.7%~96.2%。(3)從接縫試驗(yàn)板的破壞模式來看,除矩形接縫板(J-R1)在UHPC-NSC界面處破壞外,其余4種接縫試驗(yàn)板(J-R2、J-R3、J-W、J-D)均在預(yù)制NSC部位破壞;各接縫板的破壞荷載均持平或高于NSC完整板(M-N)。(4)矩形接縫板(J-R1)和菱形接縫板(J-D)的抗彎剛度略小于NSC完整板(M-N),其余接縫板的抗彎剛度基本上持平或大于NSC完整板(M-N)。(5)綜合所有接縫試驗(yàn)?zāi)Ｐ透黜?xiàng)性能,推薦采用打孔矩形接縫板(J-R2),密配筋矩形接縫板(J-R3),楔形接縫板(J-W)和菱形接縫板(J-D),不推薦采用矩形接縫板(J-R1)。(6)本文提出的有限元建模方法對(duì)于UHPC-NSC界面抗彎性能的分析具有較好的適用性,有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。高于5.33%的界面配筋率或高于3.27%的孔面積比能夠基本保證UHPC-NSC界面的抗裂和抗彎性能優(yōu)于預(yù)制NSC。打孔、楔形和菱形UHPC-NSC界面加密配筋形成組合界面后,其抗裂和抗彎性能提升明顯,界面開裂荷載(P_(cr))在原界面的基礎(chǔ)上增加15.0%~33.5%。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU756
【部分圖文】：

1.1 引言我國(guó)現(xiàn)有的公路混凝土橋梁大多數(shù)是根據(jù) 20 世紀(jì) 70、80 年代初，甚至更早的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建造的[1]。由于受當(dāng)時(shí)各種條件的限制，橋梁的設(shè)計(jì)技術(shù)等級(jí)較低，理論研究不充分，施工質(zhì)量未得到有效控制，沒考慮到交通量急劇性增長(zhǎng)，大批橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各種程度的病害。其中預(yù)制拼裝普通混凝土(Normal StrengthConcrete, 簡(jiǎn)稱 NSC)構(gòu)件（如預(yù)制 T 梁、預(yù)制橋面板等）以其技術(shù)成熟、施工快捷、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)，成為了我國(guó)最為廣泛使用的一種結(jié)構(gòu)形式[2]。隨著使用期限的增長(zhǎng)、交通量的劇增，加之設(shè)計(jì)上考慮不周、自身老化和養(yǎng)護(hù)不夠等原因，現(xiàn)有的預(yù)制拼裝普通混凝土構(gòu)件中 NSC 濕接縫處發(fā)生大量病害，每年不得不耗費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)，且同時(shí)對(duì)嚴(yán)重威脅工程的安全使用。已經(jīng)加固改造后的預(yù)制拼裝普通混凝土結(jié)構(gòu)中 NSC 接縫部位也存在不同程度的損壞，NSC 接縫開裂破壞、漏水等病害已成為通病。如圖 1.1 所示，預(yù)制拼裝普通混凝土結(jié)構(gòu)接縫處常見病害有：縱向裂縫、橋面塌陷、梁間濕接縫脫落、橫隔板接縫斷裂。

預(yù)制 NSC 構(gòu)件的 UHPC 濕接縫受彎性能研究出試驗(yàn)驗(yàn)證了UHPC具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度。Hussein Husam H驗(yàn)和傾斜-剪切試驗(yàn)深入研究了不同界面粗糙程度下（如圖SC的附著力和摩擦力，最后總結(jié)試驗(yàn)結(jié)果得到了在不同界面C-NSC界面粘結(jié)抗拉強(qiáng)度。所述，現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外研究通過斜剪、劈拉、拉拔等試驗(yàn)重C界面的粘結(jié)性能和耐久性，結(jié)論基本一致：UHPC-NSC界面過了絕大多數(shù)現(xiàn)澆接縫材料。

C-NSC界面粘結(jié)抗拉強(qiáng)度。所述，現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外研究通過斜剪、劈拉、拉拔等試驗(yàn)重C界面的粘結(jié)性能和耐久性，結(jié)論基本一致：UHPC-NSC界面過了絕大多數(shù)現(xiàn)澆接縫材料。a）傾斜-剪切試驗(yàn) b）劈拉試驗(yàn)圖1.5 UHPC-NSC界面粘結(jié)性能試驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張哲;邵旭東;李文光;朱平;陳洪;;超高性能混凝土軸拉性能試驗(yàn)[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2015年08期

2 邵旭東;詹豪;雷薇;張哲;;超大跨徑單向預(yù)應(yīng)力UHPC連續(xù)箱梁橋概念設(shè)計(jì)與初步實(shí)驗(yàn)[J];土木工程學(xué)報(bào);2013年08期

3 杜任遠(yuǎn);黃卿維;陳寶春;;活性粉末混凝土橋梁應(yīng)用與研究[J];世界橋梁;2013年01期

4 方志;向宇;劉傳樂;;配置碳纖維預(yù)應(yīng)力筋的鋼纖維活性粉末混凝土無腹筋梁疲勞性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年01期

5 邵旭東;曹君輝;易篤韜;陳斌;黃政宇;;正交異性鋼板-薄層RPC組合橋面基本性能研究[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2012年02期

6 季文玉;丁波;安明U

本文編號(hào)：2818102